nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2023-3-91-95nuc-543Research ArticleСтатьиИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЛУЧАТЕЛЬНОЙ КАПСУЛЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ РАДИАЦИОННОГО ОКРАШИВАНИЯ ТОПАЗОВ В РЕАКТОРЕ ВВР-КINVESTIGATION OF NEUTRON-PHYSICAL CHARACTERISTICS OF THE IRRADIATION CAPSULE DESIGNED FOR RADIATION COLORING OF TOPAZ IN THE WWR-K REACTORАйткуловМ. Т.AitkulovМ. Т.

Магжан Айткулов

Алматы

Almaty

maitkulov@inp.kzГизатулинШ. Х.GizatulinSh. Kh.

Шамиль Гизатулин

Алматы

Almaty

sgizatulin@inp.kzАхановА. М.AkhanovA. M.

Асыл Аханов

Алматы

Almaty

aakhanov@inp.kzРомановаН. К.RomanovaN. К.

Наталья Романова

Алматы

Almaty

romanova@inp.kzКиселевК. С.KisselyovK. S.

Кирилл Киселев

Алматы

Almaty

kkisselyov@inp.kzШаймерденовА. А.ShaimerdenovА. A.

Асет Шаймерденов

Алматы

Almaty

ashaimerdenov@inp.kzБугыбайЖ. Т.BugybayZh. Т.

Жанар Буғыбай

Алматы

Almaty

zh.bugybay@inp.kzБейсебаевА. О.BeisebayevA. О.

Абильда Бейсебаев

Алматы

Almaty

abeisebayev@inp.kzИнститут ядерной физикиКазахстанInstitute of Nuclear PhysicsKazakhstan202330092023039195Copyright © Айткулов М.Т., Гизатулин Ш.Х., Аханов А.М., Романова Н.К., Киселев К.С., Шаймерденов А.А., Бугыбай Ж.Т., Бейсебаев А.О., 20232023Айткулов М.Т., Гизатулин Ш.Х., Аханов А.М., Романова Н.К., Киселев К.С., Шаймерденов А.А., Бугыбай Ж.Т., Бейсебаев А.О.Aitkulov М.Т., Gizatulin S.K., Akhanov A.M., Romanova N.К., Kisselyov K.S., Shaimerdenov А.A., Bugybay Z.Т., Beisebayev A.О.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/543

В данной работе представлены результаты исследования нейтронно-физических характеристик облучательной капсулы, предназначенной для радиационного окрашивания топазов. Исследования проведены в активной зоне критического стенда. Использовался сэндвич экран из порошка карбида бора и фольги тантала для отсечения тепловых нейтронов внутри капсулы. Показано, что при использовании сэндвич экрана поток тепловых нейтронов снижается в 8 раз, а плотность потока быстрых нейтронов практически не изменяется. Активация танталового монитора снижается более чем в 2 раза. Эффект реактивности от загрузки облучательной капсулы с экраном в активную зону составляет минус 0,9% Δk/k.

This paper presents the results of the study of neutron-physical characteristics of an irradiation capsule designed for radiation coloring of topazes. The studies were performed in the core of the critical facility. Sandwich screen made of boron carbide powder and tantalum foil was used to cut off thermal neutrons inside the capsule. It is shown that using sandwich screen the thermal neutron flux is reduced by 8 times, and the fast neutron flux density is practically unchanged. The activation of the tantalum monitor is reduced by more than a factor of 2. The reactivity effect from loading the irradiation capsule with the screen into the core is minus 0.9% Δk/k.

топазыкритический стендкапсуласэндвич экранэнергетический спектр нейтроновtopazescritical facilitycapsulesandwich screenneutron energy spectrumДанное исследование было профинансировано Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (No. BR10965174). Авторы благодарят Кенесарина Мурата за помощь в проведении нейтроннографических исследований на установке TITANReferencesA.M. Akhanov, M.T. Aitkulov, D.S. Sairanbayev, Sh. Kh Gizatulin, N.K. Romanova, A.A. Shaimerdenov, Y.V. Chikhray, Zh Ualzhanov, T.K. Zholdybayev, Irradiation capsule design for neutron coloration of topaz in a WWR-K reactor, Applied Radiation and Isotopes, Vol. 190, 2022, 110472, ISSN 0969-8043 https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110472.A.M. Akhanov, M.T. Aitkulov, D.S. Sairanbayev, Sh. Kh Gizatulin, N.K. Romanova, A.A. Shaimerdenov, Y.V. Chikhray, Zh Ualzhanov, T.K. Zholdybayev, Irradiation capsule design for neutron coloration of topaz in a WWR-K reactor, Applied Radiation and Isotopes, Vol. 190, 2022, 110472, ISSN 0969-8043 https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110472.Leal A.S., Krambrock K., Ribeiro L.G.M., Menezes M.A., Vermaercke P., Sneyers L., 2007. Study of neutron irradiation-induced colors in Brazilian topaz. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 580, 423–426. https://doi.org/doi:10.1016/j.nima.2007.05.069Leal A.S., Krambrock K., Ribeiro L.G.M., Menezes M.A., Vermaercke P., Sneyers L., 2007. Study of neutron irradiation-induced colors in Brazilian topaz. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 580, 423–426. https://doi.org/doi:10.1016/j.nima.2007.05.069International Atomic Energy Authority (IAEA), 2001. The Applications of Research Reactors IAEA-TECDOC-1234. IAEA.International Atomic Energy Authority (IAEA), 2001. The Applications of Research Reactors IAEA-TECDOC-1234. IAEA.Mohamed Nader M.A., Gaheen M.A., 2016. Design of fast neutron channels for topaz irradiation. Nuclear Engineering and Design. 310, 429–437. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2016.11.001Mohamed Nader M.A., Gaheen M.A., 2016. Design of fast neutron channels for topaz irradiation. Nuclear Engineering and Design. 310, 429–437. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2016.11.001Baitelesov S.A., Ibragimova E.M., Kungurov F.R., Salikhbaev U.S., 2011. Effect of the VVR-SM neutron spectrum on the radioactivity and color of natural topazes. Atomic Energy. 109, 355–361.Baitelesov S.A., Ibragimova E.M., Kungurov F.R., Salikhbaev U.S., 2011. Effect of the VVR-SM neutron spectrum on the radioactivity and color of natural topazes. Atomic Energy. 109, 355–361.А. А. Шаймерденов, Ф.М. Аринкин, Ш.Х. Гизатулин, Д.С. Дюсамбаев, С.Н. Колточник, П.В. Чакров, Л.В. Чекушина, И.В. Шаманин Пуск и нейтронно-физические характеристики критического стенда РГП «Институт ядерной физики» РК с низкообогащенной активной зоной // Альтернативная энергетика и экология, № 23 (187), С. 51–59, – Саров, Россия – 2015. [A.A. A. Shaymerdenov, F.M. Arinkin, Sh. Kh. Gizatulin, D.S. Dyusambaev, S.N. Koltochnik, P.V. Chakrov, L.V. Chekushina, I.V. Shamanin Pusk i neytronno-fizicheskie kharakteristiki kriticheskogo stenda RGP «Institut yadernoy fiziki» RK s nizkoobogashchennoy aktivnoy zonoy // Al'ternativnaya energetika i ekologiya, No. 23 (187), P. 51–59, – Sarov, Rossiya – 2015. (In Russian)D.S. Dyussambayev, M.T. Aitkulov, A.A. Shaimerdenov, B. Mukhametuly, K. Nazarov, A. Kaestner, N. Pessoa Barradas, D.S. Sairanbayev, A.S. Dikov, E.M. Bazarbayev, TITAN neutron imaging facility performance, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 1039, 2022, 167078, ISSN 01689002, https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167078.D.S. Dyussambayev, M.T. Aitkulov, A.A. Shaimerdenov, B. Mukhametuly, K. Nazarov, A. Kaestner, N. Pessoa Barradas, D.S. Sairanbayev, A.S. Dikov, E.M. Bazarbayev, TITAN neutron imaging facility performance, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 1039, 2022, 167078, ISSN 01689002, https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167078.Nazarov K.M., Mukhametuly B., Kichanov S.E., Zholdybayev T.K., Shaimerdenov A.A., Karakozov K.B., Dyussambayev D.S., Aitkulov M.T., Yerdauletov M., Napolskiy P., Kenessarin M., Kalymkhan E.K., Imamverdiyev N.A., Jabarov S.H. Non-destructive analysis of materials by neutron imaging at the TITAN facility / Eurasian Journal of Physics and Functional Materials 2021, 5(1), 6–14Nazarov K.M., Mukhametuly B., Kichanov S.E., Zholdybayev T.K., Shaimerdenov A.A., Karakozov K.B., Dyussambayev D.S., Aitkulov M.T., Yerdauletov M., Napolskiy P., Kenessarin M., Kalymkhan E.K., Imamverdiyev N.A., Jabarov S.H. Non-destructive analysis of materials by neutron imaging at the TITAN facility / Eurasian Journal of Physics and Functional Materials 2021, 5(1), 6–14Aitkulov M.T., Dyussambayev D.S, Romanova N.K., Gizatulin Sh. Kh., Shaimerdenov A.A., Bugybay Zh. T., Kisselyov K.S. and Beisebayev A.O., Measurement of the spatial-energy distribution of neutrons in the irradiation channel of the critical facility / 2022 J. Phys.: Conf. Ser. 2155 012021Aitkulov M.T., Dyussambayev D.S, Romanova N.K., Gizatulin Sh. Kh., Shaimerdenov A.A., Bugybay Zh. T., Kisselyov K.S. and Beisebayev A.O., Measurement of the spatial-energy distribution of neutrons in the irradiation channel of the critical facility / 2022 J. Phys.: Conf. Ser. 2155 012021

The authors declare that there are no conflicts of interest present.